论文部分内容阅读
处于发展中的集成光学以及全光网络中密集波分多路复用等系统要求其间的部件具有微型化的特点，以便于集成。鉴于目前的光隔离器不具有微型化的特点，显然不便于未来的光集成。从而有文献引出了用磁光光子晶体来实现光隔离器的思想。
磁光光子晶体是一种在微米、亚微米等光波长的量级上折射率呈现周期性变化的介质多层膜，其中的介质至少有一种磁性材料。由于磁光光子晶体中光的局域化效应，可使磁光介质产生的磁光效应得到极大的增强，这样就大大减小了磁光器件的尺寸。与传统的磁光隔离器相比，它通常只需几十个甚至几个微米，具有微型化器件的优势。
本论文中，首先介绍了可用于求解一维磁光光子晶体的一维传输矩阵方法。并利用传输矩阵方法数值模拟了典型的λ/4结构和缺陷态的λ/4结构的一维光子晶体，得到了与资料上的理论分析相一致的结论。在此基础上，我们数值模拟了单缺陷态结构(“三明治”结构)、双缺陷态结构以及三缺陷态结构的一维磁光光子晶体，验证了单缺陷态结构的一维磁光光子晶体不能同时具有大的法拉第旋转角和高的透射率，多缺陷态结构的一维磁光光子晶体可以在不削弱法拉第旋转角的前提下提高透射率。由于双缺陷态结构比其它结构更简单，便于实际制作，将以双缺陷态结构为模型，进行磁光光子晶体光隔离器的设计。
接着，设计出了一些结构简单、能满足光隔离器性能要求的一维磁光光子晶体。并给出了设计思路，这为器件的设计增加了灵活性，方便以后在给出某些条件的情况下，怎样方便快速地找到能满足光隔离器要求的一维磁光光子晶体结构。
最后，从工艺角度考虑，亦考虑了一维磁光光子晶体实际制作中带来的各层介质膜的厚度误差，以及每种介质的折射率误差；并数值模拟了这两种因素对器件性能的影响。